阀门流量系数的测试

通用阀门流量系数和流阻系数的试验方法(JB/T 5296—1991)

术语

1)流量q_ν

单位时间内流经阀门的水的体积，m³/h。

2)稳流

随着时间的变化，水流经测量截面的流量无明显变化的流动。

3)速度ν

根据流量q_v和管道内径d计算的平均水流速度，m/s；

4)压力损失△p

水流经阀门时的压力降，Pa；

5)流量系数K_v

水流经阀门的两端压差为100 kPa时，某给定行程所流过以m₃／h计的流量数值，介质密度取kg／m₃。

6)流阻系数ζ

阀门压力损失的一个无量纲系数。

7)管道长度L

阀前、后取压两孔之间的管道长度(不包括阀体长)，m。

8)沿程阻力系数λ

水流通过管道的摩阻损失，是与雷诺数有关的一个无量纲系数。

试验系统与试验程序

(1)试验系统

试验系统见图2-28。

1)试验段

连接试验阀前和阀后的管道，其内径应与试验阀的公称尺寸一致，图中规定了管道的直管长度。

2)背压装置

保证阀后管道充水，并具有足够压力和防止气蚀的阀后装置。

3)流量计

用旋转式或文丘里流量计测定阀或管道的流量，也可以用标定过的容器测定。

4)压差测量装置

测定压力损失值(包括压差仪表、接管等)。

5)取压孔

管道上测量压力的孔，取压孔中心线应与管道轴心线垂直并位于水平位置。截面应当是圆形的，其边缘应清洁，成锐角或微带圆角、无毛刺，不形成线状边缘或其他不规则形状。其孔径应等于或小于0.1d，但不得小于1mm，最大不大于12mm。连接压差测量装置的管件横截面积不小于取压孔面积的一半。

6)温度计

用温度传感器或水银温度计测量水的温度。

(2)测量误差

1)流量误差为实际流量的±2％，仪表的分辨率及重复性应在O.5％以内。

2)压差误差为实际压差的±2％。过程中水流人口温度应恒定保持在3℃以内。

(3)试验程序

1)对无特殊说明的产品，流阻系数都在阀门处于全开位置测量。

2)把试验阀安装在图示系统中，试验水温度为5℃～40℃。

3)在水流没有脉动，达到稳流状态后记录所有读数。

4)测定并记录次数不得少于5种流量下的压力损失(除非产品另有说明)，这些流量应包括最小流量，最大流量和介于它们之间的均分流量。测量流量应保证产生紊流，但最小雷诺数Re为4×10⁴。

5)试验阀的压力损失△p等于压差测量装置测得的总压力损失△P1值减去对应流量下的管道压力损失△P₂(即△p=△p₁—△P₂)。

①从试验系统中把试验阀拆掉，将管道直接相连(或用不会产生明显压力损失的接管把管道直接相连)，单独测量管道的压力损失△P₂值。

②管道压力损失△p²也可用下式计算：

式中：△p²——管道的压力损失，100 kPa；

d——管道内径，m；

p——介质密度，kg／m³；(取p=1)。

6)当试验阀与连接接头一起供货时，连接接头应看作是阀的一部分。

试验结果和计算

(1)试验结果

试验结果可以用下述两种方法表示：

1)把对应流量下的压力损失值列成表；

2)作出压力损失△p与流量q^v的对数坐标图。

(2)系数计算

1)流阻系数按下式计算：

式中：△p——试验阀的压力损失，100 kPa。

2)流量系数按下式计算：

把测出的每个q_v和△p值代入上式，即可计算出一组流量系数，然后据此求得的算术平均值。

3)阀门流量系数和流阻系数的关系式为：

式中：A——阀门流道的截面积，m²。

4)流阻系数与当量长度换算公式：

式中：L/D ——一当量长度。

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